JP4897760B2 - 音響インピーダンス変化を用いた圧力測定装置(Pressuremeasuringapparatususingacousticimpedancevariation) - Google Patents
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Description
(実施例1)
音響インピーダンス変化を利用した圧力測定装置であって、本発明は、図1に示されたように、容器部10内に超音波を出力する超音波加振部20と、容器部10内に伝達された超音波を受信する超音波受信部30と、超音波加振部20から出力される超音波の周波数及び信号波形を制御する制御部70と、超音波受信部30で受信された超音波の信号に基づいて、容器部10内の気体の圧力を測定する圧力測定部80と、を含む。
本発明の他の実施例であって、圧力測定装置は、図2に示されたように、超音波送受信部40と、超音波送受信部40と連結されて容器部10の内部へ出力される超音波を制御する制御部70、超音波送受信部40で受信された超音波信号に基づいて、容器部10内部の圧力を測定する圧力測定部80を含む。
図4は、本発明の音響インピーダンス変化を利用した圧力測定装置の第3の実施例である。実施例2の構成に反射板100が更に含まれる。実施例2と同様に、パルス反射方式で超音波の信号を受信する場合、容器部10の内部で超音波のエネルギーの減衰を減らすために、超音波送受信部40と近接した距離に反射板100を更に設けるのが望ましい。そして、反射板100は、超音波送受信部40と同一軸(B−B′)線上に設けられるのが望ましい。
本発明は、圧力に応じる音響インピーダンス変化によって超音波伝達効率が変わる特性を利用するものである。以下では、実施例別に、容器部10内部の圧力を測定する方法を説明する。
先ず、図1に示されたように、圧力測定装置を設ける(S10)。容器部10の内部に超音波加振部20と超音波受信部30とを設け、制御部70及び圧力測定部80は、容器部10の外部に設けられる。
本発明の第2の実施例である圧力測定装置を利用する圧力測定方法は、圧力測定装置を設け(S10)、制御部70の制御信号に基づいて、超音波送受信部40から超音波が出力される段階(S20)は、第1の実施例の方法と同様である。
本発明である第3の実施例を利用した圧力測定方法は、第2の実施例である圧力測定装置を利用して容器部10内部の圧力を測定する方法と同様である。但し、超音波送受信部40から出力された超音波は、容器部10の内壁でない反射板100へ反射されるように反射板100が更に具備されたところ、超音波送受信部40へ受信される超音波の信号は、第2の実施例の方法での受信超音波信号と異なる。超音波送受信部40と反射板100との間の距離が第2の実施例の場合である、超音波送受信部40と容器部10内壁との間の距離より短いから、超音波エネルギーの減衰を阻むことができ、受信効率が増加される(S30′′′)。
容器部10の内部を進行する超音波が超音波加振部20と超音波受信部30、反射板100、または容器部10の内壁との間で共振する場合、伝達する超音波の大きさが大きくなるので、その受信効率が増加される。受信効率が増加されるということは、内部圧力を測定することにおいて、正確度の向上を意味するところ、共振が発生するように、超音波加振部20、または超音波送受信部40を制御部70で制御する。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]超音波を用いた容器部10の圧力を測定する装置において、前記容器部10の内部に設けられ、所定の超音波を出力する超音波加振部20と、前記容器部10の内部に設けられ、前記超音波加振部20と同一軸線上に置かれる超音波受信部30と、前記超音波加振部20から出力される超音波の周波数及び信号波形を制御するための制御部70と、前記超音波受信部30で受信された超音波信号と、前記超音波加振部20から出力された超音波信号とに基づいて、前記容器部10の内部圧力を測定する圧力測定部80とを含むことを特徴とする音響インピーダンス変化を用いた圧力測定装置。
[2]前記超音波加振部20と、前記超音波受信部30とは、圧電超音波変換器、電気変形超音波変換器、磁気変形超音波変換器、又は、電磁気超音波変換器であることを特徴とする[1]に記載の音響インピーダンス変化を用いた圧力測定装置。
[3]前記制御部70は、前記超音波加振部20から出力された超音波が前記超音波加振部20と、前記超音波受信部30との間で共振を起こすように、前記超音波加振部20を制御することを特徴とする[1]に記載の音響インピーダンス変化を用いた圧力測定装置。
[4]超音波を用いた容器部10の圧力を測定する装置において、前記容器部10の一側内部に設けられて所定の超音波を出力し、前記容器部10の内部を進行した超音波を受信する超音波送受信部40と、前記超音波送受信部40と連結され、前記超音波送受信部40から出力される超音波の周波数及び信号波形を制御するための制御部70と、前記受信された超音波信号と前記容器部10の内部へ出力された超音波信号に基づいて、前記容器部10の内部圧力を測定する圧力測定部80とを含むことを特徴とする音響インピーダンス変化を用いた圧力測定装置。
[5]前記超音波送受信部40から出力された前記超音波を反射させるための反射板100が前記容器部10の内部に更に含まれることを特徴とする[4]に記載の音響インピーダンス変化を用いた圧力測定装置。
[6]前記超音波送受信部40は、圧電超音波変換器、磁気変形超音波変換器、電気変形超音波変換器、又は、電磁気超音波変換器であることを特徴とする[4]に記載の音響インピーダンス変化を用いた圧力測定装置。
[7]前記制御部70は、前記超音波送受信部40から出力される超音波が、前記超音波送受信部40と前記容器部10の内壁との間で共振を起こすように、前記超音波送受信部40を制御することを特徴とする[4]に記載の音響インピーダンス変化を用いた圧力測定装置。
[8]前記制御部70は、前記超音波送受信部40から出力される超音波が、前記超音波送受信部40と前記反射板100との間で共振を起こすように、前記超音波送受信部40を制御することを特徴とする[5]に記載の音響インピーダンス変化を用いた圧力測定装置。
Claims (5)
- 超音波を用いた容器部10の圧力を測定する装置において、
前記容器部10の内部に設けられ、所定の超音波を出力する超音波加振部20と、
前記容器部10の内部に設けられ、前記超音波加振部20と同一軸線上に置かれる超音波受信部30と、
前記超音波加振部20から出力される超音波の周波数及び信号波形を制御し、前記超音波加振部20から出力された超音波が前記超音波加振部20と、前記超音波受信部30との間で共振を起こすように、前記超音波加振部20を制御する制御部70と、
前記超音波受信部30で受信された超音波信号と、前記超音波加振部20から出力された超音波信号とに基づいて、容器部10の内部の超音波の振幅と超音波の進行時間とを基に、前記容器部10の内部圧力を測定する圧力測定部80と
を含むことを特徴とする音響インピーダンス変化を用いた圧力測定装置。 - 前記超音波加振部20と、前記超音波受信部30とは、圧電超音波変換器、電気変形超音波変換器、磁気変形超音波変換器、又は、電磁気超音波変換器であることを特徴とする請求項1に記載の音響インピーダンス変化を用いた圧力測定装置。
- 超音波を用いた容器部10の圧力を測定する装置において、
前記容器部10の一側内部に設けられて所定の超音波を出力し、前記容器部10の内部を進行した超音波を受信する超音波送受信部40と、
前記超音波送受信部40と連結され、前記超音波送受信部40から出力される超音波の周波数及び信号波形を制御し、前記超音波送受信部40から出力された超音波が前記超音波送受信部40と、反射板100との間で共振を起こすように、前記超音波送受信部40を制御する制御部70と、
前記受信された超音波信号と前記容器部10の内部へ出力された超音波信号に基づいて、容器部10の内部の超音波の振幅と超音波の進行時間とを基に、前記容器部10の内部圧力を測定する圧力測定部80と
を含むことを特徴とする音響インピーダンス変化を用いた圧力測定装置。 - 前記超音波送受信部40から出力された前記超音波を反射させるための反射板100が前記容器部10の内部に更に含まれることを特徴とする請求項3に記載の音響インピーダンス変化を用いた圧力測定装置。
- 前記超音波送受信部40は、圧電超音波変換器、磁気変形超音波変換器、電気変形超音波変換器、又は、電磁気超音波変換器であることを特徴とする請求項3に記載の音響インピーダンス変化を用いた圧力測定装置。
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